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三塔四跨悬索桥的静力性能研究

三塔四跨悬索桥的静力性能研究

作者：汪洋南京林业大学

学位级别：硕士

近些年来，为了适应跨越大型跨江工程以及跨海工程建设的需要，三塔四跨悬索桥方案在国内外大跨径桥梁的初步设计阶段被提了出来，现已作为鹦鹉洲长江大桥的建设方案投入到实际运用中。然而，对其结构特性的研究尚不完善，对其进行相关... 详细信息

近些年来，为了适应跨越大型跨江工程以及跨海工程建设的需要，三塔四跨悬索桥方案在国内外大跨径桥梁的初步设计阶段被提了出来，现已作为鹦鹉洲长江大桥的建设方案投入到实际运用中。然而，对其结构特性的研究尚不完善，对其进行相关研究是客观实践的要求，也是桥梁理论发展的需要。本文首先简要介绍了悬索桥和三塔悬索桥的发展以及悬索桥计算理论的发展。而后根据实例利用专业有限元分析软件Midas/civil建立了空间有限元模型，分析对比了其不同工况下的静动力性能，并且对比了相同工况下三塔四跨悬索桥和三塔两跨悬索桥的静力性能。最后对比研究了不同加劲梁约束体系的静力性能的差异，提出了关于三塔四跨悬索桥加劲梁约束体系方案选择的建议。三塔四跨悬索桥基础体系研究结果表明，外荷载作用下三塔四跨悬索桥的竖向最大位移发生在跨中靠近刚度较小的中塔位置，中塔变形以及受力较边塔要大得多;三塔四跨悬索桥的主缆设计中，恒载起了控制作用，而温度荷载对于索结构的设计不起控制作用。三塔两跨悬索桥和三塔四跨悬索桥计算结果对比表明，两种桥的基本力学性能具有较好的一致性，即边跨的设置对主跨各构件受力及变形影响并不显著。但三塔四跨悬索桥边跨的设置，增大了边塔的塔顶位移和塔底最大弯矩，降低了中塔索鞍的抗滑安全系数，因此，三塔四跨悬索桥的设计中宜提高边塔的刚度。对不同加劲梁约束体系的研究结果表明，三塔四跨悬索桥采用中塔设置纵向约束或中塔固结这两种约束体系可以有效地改善结构的静力性能，且造成的不利影响较小;在跨中设置刚性中央扣或加劲梁在中塔处铰接虽然能提高结构的刚度，但会提高活载作用下的主梁轴力增量，设计时应慎重使用;在边塔处或三塔处均约束加劲梁的纵向位移会显著地改善结构体系的变形，但对加劲梁的受力极其不利，故设计中不适宜采用。

关键词：三塔四跨悬索桥加劲梁约束体系静力性能温度荷载移动荷载

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三塔四跨悬索桥施工控制研究

三塔四跨悬索桥施工控制研究

作者：刘兵伟浙江大学

学位级别：硕士

国家郑州经济开发区经南八路潮河大桥是一座三塔四跨地锚式悬索桥。本文以该桥梁的施工建设为工程背景,开展潮河大桥的施工控制研究,包括施工前控制计算分析和施工过程控制研究。本文主要研究内容如下:首先,基于设计理想参数,用有限元软... 详细信息

国家郑州经济开发区经南八路潮河大桥是一座三塔四跨地锚式悬索桥。本文以该桥梁的施工建设为工程背景,开展潮河大桥的施工控制研究,包括施工前控制计算分析和施工过程控制研究。本文主要研究内容如下:首先,基于设计理想参数,用有限元软件Midas civil建立全桥模型,对潮河桥进行了施工控制计算分析,给出了主缆索股及吊索下料长度、主缆空缆线形及索夹安装位置坐标、主缆缠丝力、索鞍预偏值等施工控制参数;制定了吊索张拉与调索施工方案和索鞍顶推控制原则;计算了现场猫道线形与承载力。其次,根据计算分析结果重点介绍了悬索桥基准索股架设过程控制研究,吊索张拉方案优化与调索过程控制等;同时结合工程实际介绍了索夹放样计算及监测等;并给出了最终成桥状态下的主缆及桥面线形、主缆及吊索索力等测量结果。最后,结果表明,潮河大桥的施工控制达到了预期效果,给出的成桥状态索力、主缆线形及桥面线形等数据,为后期营运管理提供了重要资料,同时过程中的控制措施方法也为同类型其他悬索桥积累了一定经验。

关键词：三塔四跨悬索桥施工控制仿真分析基准索股调索监测

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基于挠度理论的三塔四跨悬索桥静力特性分析

南京林业大学学报（自然科学版） 2016年第3期40卷 143-148页

作者：金泊含王立彬王鸿郭潇艺南京林业大学土木工程学院江苏南京210037

为研究三塔四跨悬索桥活载效应下的静力特性,拓展单跨悬索桥挠度理论公式,建立了多塔连跨悬索桥挠度理论非线性微分方程组,引入"代换梁法"求解方程组。基于MATLAB语言平台考虑了集中力引起的主缆水平力增量对影响线的非线性影响,开发出... 详细信息

为研究三塔四跨悬索桥活载效应下的静力特性,拓展单跨悬索桥挠度理论公式,建立了多塔连跨悬索桥挠度理论非线性微分方程组,引入"代换梁法"求解方程组。基于MATLAB语言平台考虑了集中力引起的主缆水平力增量对影响线的非线性影响,开发出基于挠度理论的多塔连跨悬索桥内力线形的程序。研究结果表明:挠度理论解与有限元法的计算结果具有较好的一致性,位移相对最大偏差为5.3%,弯矩最大相对偏差为13.9%;加劲梁最大挠度发生在两个主跨跨中处;挠度理论的位移和弯矩大于有限元的计算结果,依此控制结构设计是较安全的。挠度理论在三塔四跨悬索桥设计中具有足够的适用性,可以应用在多塔连跨悬索桥的初步或者概念设计方面。

关键词：三塔四跨悬索桥静力特性挠度理论代换梁法

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三塔四跨悬索桥承载能力研究

交通科技 2018年第2期28卷 22-25页

作者：曾德礼中铁大桥科学研究院有限公司武汉430034 桥梁结构健康与安全国家重点实验室武汉430034

以武汉鹦鹉洲长江大桥成桥静动载试验为背景,提出了三塔四跨悬索桥荷载试验的要点。建议在规范规定的测试内容基础上增加温度测试、伸缩缝位移测试及中塔扭转效应测试等内容;对三塔四跨悬索桥静动载试验的加载效率适当调整;并将武汉鹦... 详细信息

以武汉鹦鹉洲长江大桥成桥静动载试验为背景,提出了三塔四跨悬索桥荷载试验的要点。建议在规范规定的测试内容基础上增加温度测试、伸缩缝位移测试及中塔扭转效应测试等内容;对三塔四跨悬索桥静动载试验的加载效率适当调整;并将武汉鹦鹉洲长江大桥的结构校验系数与规范常数值、马鞍山长江大桥、泰州长江大桥及阳逻长江大桥的实测结果进行了对比分析。

关键词：公路桥梁三塔四跨悬索桥现场试验加载效率校验系数自振频率

基于BIM技术的三塔四跨悬索桥钢桁梁架设方案研究

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基于BIM技术的三塔四跨悬索桥钢桁梁架设方案研究

作者：李淼西南交通大学

学位级别：硕士

三塔四跨悬索桥因为其超强的跨越能力受到越来越多的关注,其应用越来越广,而钢桁梁可以提高全桥的刚度,而且可以作为双层桥面使用,三塔悬索桥与钢桁梁的结合,将受到越来越多的青睐,这种结构在设计施工中仍有很多问题需要研究。BIM技术... 详细信息

三塔四跨悬索桥因为其超强的跨越能力受到越来越多的关注,其应用越来越广,而钢桁梁可以提高全桥的刚度,而且可以作为双层桥面使用,三塔悬索桥与钢桁梁的结合,将受到越来越多的青睐,这种结构在设计施工中仍有很多问题需要研究。BIM技术因为其数字化、信息化、智能化的特点在众多领域已经得到大力的发展,而且引进国内也已经十几年时间,在工民建、隧道、水利水电等方面得到广泛应用,但在桥梁工程中的应用仍处在初步阶段,下一步BIM技术在桥梁工程的发展将对桥梁的设计、施工、管养等带来巨大的变革。本文以瓯江北口大桥为工程背景,对三塔四跨钢桁梁的吊装施工过程进行分析,并与BIM技术结合,建立4D仿真模型,并通过BIM技术研究完善钢桁梁架设方案。论文主要包括以下内容:本文利用桥梁非线性分析系统BNLAS建立全桥成桥模型,并通过倒拆分析方法对于三塔悬索桥的架设过程进行全过程计算分析,对于钢桁梁架设过程中经常采用的从跨中到桥塔和从桥塔到跨中的吊装顺序分别进行模拟计算,采用面向滑移过程的抗滑准则对不对称吊梁进行计算研究,并讨论了加劲梁采用铰接法、刚结法和刚铰结合法的不同连接方式对施工过程中结构受力和主缆位移的影响。最后综合施工条件等确定一个合理的施工方案并进行了验证。本文还利用Autodesk平台的Revit作为核心软件,创建了杆件、桥面板的参数化构件族,利用可视化编程工具Dynamo将有限元计算得到的数据与模型位置坐标相结合,对加劲梁建立起了包含施工位置信息的钢桁梁4D模型,利用BIM技术能够实时对施工进度及变形情况进行模拟,并对施工中可能出现的加劲梁碰撞问题提出了利用软件进行碰撞检测的预测方法,并给出施工建议。本文通过有限元软件对三塔四跨钢桁梁的架设方案进行的研究,可以对以后同类桥梁的施工提供参考;利用Autodesk平台软件建立的加劲梁4D模型也能够为BIM技术在桥梁工程中的应用提供一种思路。

关键词：三塔四跨悬索桥加劲梁合理施工方案 Revit Dynamo 碰撞检测

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三塔四跨地锚式悬索桥纵向约束体系研究

中国科技论文 2016年第7期11卷 733-738页

作者：张超黄群君余立刘涛福州大学土木工程学院福州350108 土木工程防震减灾信息化国家地方联合工程研究中心福州350108 福建省永正工程质量检测有限公司福州350012

为了得到三塔四跨地锚式悬索桥中最优的纵向连接方式,以某座三塔四跨悬索桥为工程背景,建立三维空间有限元模型,考虑各种不同荷载作用对结构响应的影响规律,探讨最优的纵向约束体系。研究结果表明:边塔内力和桩基础内力受地震作用控制,... 详细信息

为了得到三塔四跨地锚式悬索桥中最优的纵向连接方式,以某座三塔四跨悬索桥为工程背景,建立三维空间有限元模型,考虑各种不同荷载作用对结构响应的影响规律,探讨最优的纵向约束体系。研究结果表明:边塔内力和桩基础内力受地震作用控制,而中塔内力则受汽车荷载控制,伸缩缝变形主要受温度作用控制;在多种荷载作用下,刚性约束体系优于漂浮体系和阻尼约束体系,可以较好地改善各种荷载作用下的响应。通过对约束装置进行位置和参数优化,提出"中塔和桥台处设置纵向固定支座"的刚性优化约束方案。

关键词：桥梁工程三塔四跨悬索桥纵向约束体系刚性约束体系

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大跨径悬索桥缆索抗火模拟方法

中南大学学报（自然科学版） 2016年第6期47卷 2091-2099页

作者：王莹刘沐宇武汉理工大学道路桥梁与结构工程湖北省重点实验室湖北武汉430070

利用有限元软件ANSYS建立武汉鹦鹉洲长江大桥全桥简化梁单元、关键部位实体单元的三维空间热-结构耦合有限元模型。研究结果表明:采用油罐车HCinc升温曲线计算获得火灾下悬索桥主跨跨中吊索破坏时间为24 min,破坏温度为481℃;通过吊索... 详细信息

利用有限元软件ANSYS建立武汉鹦鹉洲长江大桥全桥简化梁单元、关键部位实体单元的三维空间热-结构耦合有限元模型。研究结果表明:采用油罐车HCinc升温曲线计算获得火灾下悬索桥主跨跨中吊索破坏时间为24 min,破坏温度为481℃;通过吊索最高温度随硅酸铝防火层厚度变化的关系曲线,确定吊索外包防火层的厚度为1.0 cm,主缆外包防火层的厚度为0.5 cm。计算吊索不同高度截面处的温度场分布,当吊索截面温度小于破坏时的温度时获得吊索的火灾防护高度为8 m。为防止主缆最外层钢丝温度过高,获得主缆的火灾防护范围为距主跨跨中30 m和距边墩处15 m。

关键词：三塔四跨悬索桥油罐车燃烧主缆吊索破坏时间防火层防护范围

温州瓯江北口大桥北锚碇大体积温控技术研究及应用

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公路交通科技（应用技术版） 2020年第8期16卷 179-181页

作者：南航林月妙郑毅温州瓯江口大桥有限公司浙江温州325000 中路高科交通检测检验认证有限公司北京100088 交通运输部公路科学研究院北京100088

本文针对三塔四看双层钢桁梁悬索桥的锚碇大体积混凝土温控技术及相关方案展开研究。分析已有大体积混凝土的各种施工病害控制技术,针对北口大桥的结构特征开展了锚碇温控技术方案的分析研究,制定了适合大桥所在地理位置、环境、施工影... 详细信息

本文针对三塔四看双层钢桁梁悬索桥的锚碇大体积混凝土温控技术及相关方案展开研究。分析已有大体积混凝土的各种施工病害控制技术,针对北口大桥的结构特征开展了锚碇温控技术方案的分析研究,制定了适合大桥所在地理位置、环境、施工影响因素等的技术方案,并针对性采用了适应的技术措施。依据技术方案开展了温控技术应用工作,将实测数据与方案温控目标进行对比,验证技术方案及具体措施的可靠性。此类技术方案适用于此类环境下的锚碇工程的大体积混凝土施工过程温度控制。

关键词：大体积混凝土三塔四跨悬索桥锚碇温度控制施工控制

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瓯江北口大桥双层钢桁梁吊装施工新技术

公路工程 2023年第5期48卷 60-68,115页

作者：付文宣江晓阳彭志辉刘晓欢杨苏海中交第二航务工程局有限公司湖北武汉430040 长大桥梁建设施工技术交通行业重点实验室湖北武汉430040 中交公路长大桥建设国家工程研究中心有限公司湖北武汉430040

温州瓯江北口大桥是世界上首座三塔四跨双层钢桁梁悬索桥,针对现场梁段吊装工期紧张、吊重大,施工风险高、难度大等特点,对三塔四跨悬索桥双层钢桁梁吊装施工新技术进行研究。在全桥加劲梁吊装过程中,采用1 000 t缆载吊机、1 400 t分体... 详细信息

温州瓯江北口大桥是世界上首座三塔四跨双层钢桁梁悬索桥,针对现场梁段吊装工期紧张、吊重大,施工风险高、难度大等特点,对三塔四跨悬索桥双层钢桁梁吊装施工新技术进行研究。在全桥加劲梁吊装过程中,采用1 000 t缆载吊机、1 400 t分体式缆载吊机、14轴液压模块车等关键施工设备,辅助无索区梁段施工的支架,因地制宜地采取了不同形式的滑移及存梁方式,有效解决了大吨位梁段就位吊装的难题,降低了施工风险。该桥复杂及多样式的梁段吊装施工新技术,可为今后多塔连跨悬索桥施工提供新的思路和宝贵经验。

关键词：三塔四跨悬索桥钢桁加劲梁千吨级缆载吊机吊装施工滑移支架